CH676677A5 - Permeable tubular membrane holding moving medium - transfers material to or from transversely flowing fluid medium - Google Patents

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CH676677A5
CH676677A5 CH268/89A CH26889A CH676677A5 CH 676677 A5 CH676677 A5 CH 676677A5 CH 268/89 A CH268/89 A CH 268/89A CH 26889 A CH26889 A CH 26889A CH 676677 A5 CH676677 A5 CH 676677A5
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CH
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hose
transfer device
mass transfer
pull
flexible
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CH268/89A
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Walter Goldinger
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Sulzer Ag
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Abstract

Material is transferred to or from a first medium flowing on a container from a second medium in a length of flexible tubing with a permeable outer surface. The tubing is a polymer such as silicone fluorinated polymer, polypropylene or PVDF, and may have a modified surface e.g. made hydrophobic. Between inlet and outlet ends for the first medium, the tubing is supported on spatially fixed mounts. Between successive supports the tide is freely mobile and includes at least one section inclined at 10 deg. or more to flowing first media. The tubing (4) holding the second medium may have a companion tube similarly spanning the container and holding a further medium for exhange with the first median. Similarly, the compared tube may hold a flowing heat source for tempering the exhange process. USE/ADVANTAGE - Esp. for bioreactors, providing transfer of nutrients and/or gaseous by-prods. such as CO2 or NH3. Easily cleaned elements are readily replaceable, and without risk of damage to sensitive cellular structures from mechanical mixers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoffübergangsvorrichtung mit mindestens einem, einen auszutauschenden oder ausgetauschten Stoff enthaltenden Innenraum und einem von einem Fluid durchströmten Aussenraum mit einer den Innenraum vom Aussenraum trennenden permeablen Begrenzungsfläche. Solche Stoffübergangsvorrichtungen oder auch Stoffaustauschvorrichtungen dienen z.B. zum blasenfreien Begasen des Fluids im Aussenraum oder in Bioreaktoren zur schonenden und homogenen Zufuhr von Nährstoffen und zur raschen Abfuhr von einzelnen Reaktionsprodukten wie CO2 oder Ammonium, deren Akkumulation die Bioreaktion selber beeinträchtigen oder sogar zum Stillstand bringen würde. Dieser Stoffübergang von einem, durch die permeable Begrenzungsfläche geeignet geformten Innenraum auf das Fluid im Aussenraum bzw. umgekehrt soll möglichst homogen, feinst verteilt und schonend erfolgen.Vor allem tierische Zellen sind äusserst scherempfindlich, weshalb Turbulenzen mit hohen Belastungsspitzen absolut unzulässig sind. Mechanische Rührer zum Mischen und Homogenisieren sind daher ungeeignet. In der EP-A 0 226 788 ist ein derartige Stoffaustauschvorrichtung bekannt geworden, bei welcher ein Innenraum aus Platten, Lamellen oder Rohren in Form eines statischen Mischers gebildet wird. Diese bekannte Vorrichtung weist noch erhebliche Nachteile auf: sie ist sehr aufwendig und damit teuer gebaut und kompliziert zu warten, zu reinigen oder auszutauschen. Die starre Ausführung bedeutet zudem praktisch eine Einschränkung der möglichen Formgebung und eine Quelle möglicher schädlicher Turbulenzen. The invention relates to a mass transfer device with at least one interior containing an exchangeable or exchanged substance and an exterior space through which a fluid flows and with a permeable boundary surface separating the interior space from the exterior space. Such mass transfer devices or mass transfer devices serve e.g. for bubble-free gassing of the fluid in the outside or in bioreactors for the gentle and homogeneous supply of nutrients and for the rapid removal of individual reaction products such as CO2 or ammonium, the accumulation of which would impair the bioreaction itself or even bring it to a standstill. This mass transfer from an interior that is suitably shaped by the permeable boundary surface to the fluid in the exterior or vice versa should be as homogeneous, finely distributed and gentle as possible. Animal cells in particular are extremely sensitive to shear, which is why turbulence with high load peaks is absolutely prohibited. Mechanical stirrers for mixing and homogenizing are therefore unsuitable. EP-A 0 226 788 has disclosed such a mass transfer device in which an interior is formed from plates, fins or tubes in the form of a static mixer. This known device also has considerable disadvantages: it is very complex and therefore expensive to build and complicated to maintain, clean or replace. The rigid design also means practically a limitation of the possible shape and a source of possible harmful turbulence.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile der bisherigen Stoffübergangsvorrichtungen zu überwinden und eine einfache, kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, welche zudem wartungsfreundlich, leicht zu reinigen oder auszutauschen ist. Sie soll eine hohe spezifische Austauschfläche und eine sehr gute Mischwirkung aufweisen und einen homogenen, feinst verteilten Stoffübergang sicherstellen. Sie soll im speziellen auch zur Begasung in Bioreaktoren anwendbar sein und beim Einsatz von biologischen Organismen möglichst schonend wirken.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die permeable Begrenzungsfläche als flexibler Schlauchzug ausgebildet ist, welcher an fixen Befestigungsstellen im Aussenraum gehalten und um diese umgelenkt ist, wobei die Schlauchabschnitte zwischen den Befestigungsstellen frei beweglich und mindestens zum Teil in einem Winkel von mindestens 10 DEG zur Hauptströmungsrichtung des Fluids im Aussenraum angeordnet sind. The object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the previous mass transfer devices and to create a simple, inexpensive device which is also easy to maintain, easy to clean or replace. It should have a high specific exchange area and a very good mixing effect and ensure a homogeneous, finely distributed mass transfer. In particular, it should also be applicable for gassing in bioreactors and act as gently as possible when using biological organisms , wherein the hose sections between the attachment points are freely movable and are arranged at least in part at an angle of at least 10 ° to the main flow direction of the fluid in the exterior.

Durch diesen einfachen Aufbau aus einfachen, leicht herstellbaren oder sogar käuflichen Elementen wird eine auch im Betrieb sehr kostengünstige Vorrichtung geschaffen. Durch die Anordnung der Schlauchabschnitte wird die gute Mischwirkung der mechanisch starren statischen Mischer erreicht, wobei hier aber Dank der Flexibilität des Schlauchzugs schädliche Turbulenzen vermieden, bzw. vor deren Entstehung quasi elastisch abgefangen werden können. Dazu kann die Schlauchelastizität und die Vorspannung, mit welcher der Schlauchzug auf die Trägerstruktur aufgewickelt wird, dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend optimal angepasst werden. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.So kann der Schlauchzug in einfacher Weise aus biegsamen, durchlässigen Polymeren wie Silikon, fluorierten Polymeren, Polypropylen oder PVDF bestehen und die Trägerstruktur aus Stangen oder Drähten gebildet werden. Durch eine abgeflachte Querschnittform und durch spiralförmige Verdrehung des Schlauchzugs können besonders hohe spezifische Austauschoberflächen erreicht werden. Zur optimalen Anpassung an die beabsichtigte Verwendung kann die Oberfläche des Schlauchzugs chemisch oder physikalisch modifiziert werden, um z.B. eine hydrophile Oberfläche zu erhalten, oder es kann auch eine permeable, dünne Oberflächenschicht als Membran auf einen tragenden, flexiblen und porösen Schlauchkörper aufgebracht werden. This simple construction of simple, easily manufactured or even commercially available elements creates a device which is also very cost-effective in operation. The arrangement of the hose sections achieves the good mixing effect of the mechanically rigid static mixers, but here, thanks to the flexibility of the hose pull, harmful turbulence can be avoided or quasi elastically absorbed before it occurs. For this purpose, the hose elasticity and the pretension with which the hose pull is wound onto the carrier structure can be optimally adapted to the respective intended use. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention. In this way, the hose pull can easily consist of flexible, permeable polymers such as silicone, fluorinated polymers, polypropylene or PVDF and the support structure can be formed from rods or wires. With a flattened cross-sectional shape and spiral twisting of the hose, particularly high specific exchange surfaces can be achieved. For optimal adaptation to the intended use, the surface of the hose pull can be chemically or physically modified to e.g. to obtain a hydrophilic surface, or a permeable, thin surface layer can also be applied as a membrane to a load-bearing, flexible and porous tube body.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Stoffübergangsvorrichtung mit flexiblem Schlauchzug; Fig. 2 eine Anordnung eines Schlauchzugs in mehreren Lagen in zwei Ansichten; Fig. 3 eine grossflächige Schlauchzuganordnung; Fig. 4 und 5 verschiedene Schlauchquerschnitte und Trägerstrukturen; Fig. 6 einen spiralförmig verdrehten Schlauchzug; Fig. 7 eine Anordnung von zwei flexiblen Schlauchzügen.  1 shows a mass transfer device according to the invention with flexible hose pull;  2 shows an arrangement of a hose pull in several layers in two views;  3 shows a large-area hose pull arrangement;  4 and 5 different hose cross sections and support structures;  Fig. 6 is a spirally twisted hose train;  Fig. 7 shows an arrangement of two flexible hose cables.

Fig. 1 zeigt eine Stoffübergangsvorrichtung mit einem flexiblen, permeablen Schlauchzug 4, welcher einen, einen auszutauschenden Stoff enthaltenden Innenraum 2 von einem Aussenraum 3 abgrenzt. Im Aussenraum 3, welcher hier von einer Gefässwand 8 umschlossen ist, strömt ein Fluid in Hauptströmungsrichtung 1. Der flexible Schlauchzug ist an fixen Befestigungsstellen 7 einer Trägerstruktur gehalten und um diese umgelenkt. Dies kann auf einfachst mögliche Art durch Abwickeln eines Schlauchs auf eine geeignete Trägerstruktur, z.B. aus Drähten oder Stangen, hergestellt werden. Die Schlauchabschnitte 6 zwischen den Befestigungsstellen weisen einen Winkel W von mindestens 10 DEG zur Hauptströmungsrichtung 1 auf.Fig. 1 zeigt eine günstige quadratische Anordnung mit einem Winkel W von rund +45 DEG C, -45 DEG C, mit rechtwinkliger Umlenkung des Schlauchzugs an den Befestigungspunkten, wodurch eine besonders intensive Durchmischung des Fluids im Aussenraum 3 erreicht wird. Um grosse Stoffübergangsflächen der Schlauchwandung je Volumeneinheit zu erhalten, kann der Abstand A benachbarter Wandungen des Schlauchzugs 4 vorzugsweise das Zwei- bis Dreifache des Schlauchaussendurchmessers D betragen. 1 shows a mass transfer device with a flexible, permeable hose 4, which delimits an interior space 2 containing a substance to be exchanged from an exterior space 3. In the outer space 3, which is enclosed here by a vessel wall 8, a fluid flows in the main flow direction 1. The flexible hose pull is held at fixed fastening points 7 of a support structure and deflected around it. This can be done in the simplest possible way by unwinding a hose onto a suitable support structure, e.g. from wires or rods. The hose sections 6 between the fastening points have an angle W of at least 10 ° to the main flow direction 1. 1 shows a favorable square arrangement with an angle W of around +45 ° C., -45 ° C., with the hose pull being deflected at right angles at the fastening points, as a result of which a particularly intensive mixing of the fluid in the outer space 3 is achieved. In order to obtain large mass transfer areas of the hose wall per unit volume, the distance A between adjacent walls of the hose pull 4 can preferably be two to three times the hose outer diameter D.

Der Schlauchzug 4 kann auch in mehreren übereinanderliegenden Lagen 31, 32, 33 angeordnet sein, wie die Figuren 2a im Grundriss und 2b im Aufriss zeigen. Die Richtungen der Schlauchabschnitte benachbarter Lagen verlaufen im wesentlichen quer zuneinander zwecks Erhöhung der Mischerwirkung, wie dies an sich bei den statischen Mischern bekannt ist. Die Trägerstangen 17, 18, 19 der verschiedenen Lagen stehen hier je senkrecht zueinander. The hose pull 4 can also be arranged in a plurality of layers 31, 32, 33 lying one above the other, as shown in FIGS. 2a in plan and 2b in elevation. The directions of the hose sections of adjacent layers run essentially transversely to one another in order to increase the mixer effect, as is known per se in the case of the static mixers. The support rods 17, 18, 19 of the different layers are each perpendicular to one another here.

Fig. 3 zeigt eine Ebene einer grossflächigen Anordnung eines flexiblen Schlauchzugs im Aussenraum 3. Der Schlauchzug ist um äussere Trägerstangen 17 abgewickelt, welche gegebenenfalls durch innere Stützträger 20 ergänzt werden. Eine räumliche Packung wird durch mehrere derartige, hintereinander angeordnete Schlauchzugebenen gebildet. Die angestrebten grossen Austauschflächen der Schlauchwandungen können auch mittels abgeflachter Querschnittsformen 23, 24, 25 erreicht werden wie in Figuren 4 und 5 dargestellt. Hier sind auch Trägerstrukturen 26, 27 gezeigt mit einer dem Schlauchquerschnitt angepassten Formgebung. Damit wird der Schlauchzug an den Umlenkstellen auf einfache Art auch seitlich abgestützt und gehalten. Natürlich könnte ein thermoplastischer Schlauchzug auch an die Trägerstruktur geschweisst werden.Eine weitere die Mischwirkung fördernde Ausführung des flexiblen Schlauchzugs wird erreicht durch spiralförmiges Verdrehen eines flachen Schlauchzugs um z.B. 180 DEG zwischen zwei Befestigungsstellen, wie in Fig. 6 dargestellt. FIG. 3 shows a plane of a large-area arrangement of a flexible hose pull in the outer space 3. The hose pull is unwound around outer support rods 17, which may be supplemented by inner support brackets 20. A spatial packing is formed by several such hose levels arranged one behind the other. The desired large exchange surfaces of the hose walls can also be achieved by means of flattened cross-sectional shapes 23, 24, 25 as shown in FIGS. 4 and 5. Here, support structures 26, 27 are also shown with a shape adapted to the tube cross section. In this way, the hose pull is also supported and held laterally at the deflection points in a simple manner. Of course, a thermoplastic hose pull could also be welded to the support structure. Another embodiment of the flexible hose pull that promotes the mixing effect is achieved by spiraling a flat hose pull, e.g. 180 ° between two fastening points, as shown in Fig. 6.

Fig. 7 zeigt eine Stoffübergangsvorrichtung mit zwei verschiedenen Schlauchzügen. Zusätzlich zum ersten Schlauchzug 4 für einen ersten auszutauschenden oder ausgetauschten Stoff ist hier ein zweiter flexibler Schlauchzug 14 für einen zweiten Stoff in gleicher Weise wie der erste Schlauchzug im Aussenraum 3 angeordnet. So kann z.B. in einem Bioreaktor mit dem ersten Schlauchzug eine Nährlösung oder eine Begasung mit Sauerstoff erfolgen, während der zweite Schlauchzug 14 z.B. zum Ausbringen von CO2 dient. Als zweiter Schlauchzug 15 kann aber auch ein nicht durchlässiger von einem Wärmeträger durchflossener flexibler Schlauchzug mit einer wärmeleitenden Wandung zur thermischen Konditionierung des Fluids im Aussenraum 3 dienen, d.h. also zur Abkühlung oder Erwärmung des Fluids auf eine möglichst homogene, optimale Temperatur. Fig. 7 shows a mass transfer device with two different hose lines. In addition to the first hose 4 for a first substance to be exchanged or exchanged, here a second flexible hose 14 for a second substance is arranged in the same way as the first hose in the exterior 3. For example, a nutrient solution or gassing with oxygen take place in a bioreactor with the first tube set, while the second tube set 14 e.g. is used to apply CO2. However, a non-permeable, flexible hose train through which a heat transfer medium flows and with a heat-conducting wall for thermal conditioning of the fluid in the outer space 3 can also serve as the second hose train 15. So for cooling or heating the fluid to a homogeneous, optimal temperature.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zum blasenfreien Begasen eines Fluidstroms und auch in einem Bioreaktor zum Züchten von Mikroorganismen oder tierischen und pflanzlichen Zellen verwendet werden. Dabei können auf der Oberfläche des flexiblen Schlauchzugs (4, 14, 15) biologische Katalysatoren wie Zellen, Mikroorganismen und Enzyme angebracht werden. So können den an der Oberfläche stattfindenden biologischen Reaktionen direkt Nährstoffe und Gase zugeführt und Reaktionsprodukte abgeführt werden. The device according to the invention can be used for the bubble-free gassing of a fluid stream and also in a bioreactor for growing microorganisms or animal and plant cells. Biological catalysts such as cells, microorganisms and enzymes can be attached to the surface of the flexible hose pull (4, 14, 15). In this way, the biological reactions taking place on the surface can be directly supplied with nutrients and gases and reaction products can be removed.

Claims (16)

1. Stoffübergangsvorrichtung mit mindestens einem, einen auszutauschenden oder ausgetauschten Stoff enthaltenden Innenraum (2) und einem von einem Fluid durchströmten Aussenraum (3) mit einer den Innenraum vom Aussenraum trennenden permeablen Begrenzungsfläche (5), dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Begrenzungsfläche als flexibler Schlauchzug (4) ausgebildet ist, welcher an fixen Befestigungsstellen (7) im Aussenraum gehalten und um diese umgelenkt ist, wobei die Schlauchabschnitte (6) zwischen den Befestigungsstellen frei beweglich und mindestens zum Teil in einem Winkel (W) von mindestens 10 DEG zur Hauptströmungsrichtung (1) des Fluids im Aussenraum angeordnet sind. 1. Mass transfer device with at least one interior (2) containing an exchangeable or exchanged substance and an outer space (3) through which a fluid flows and with a permeable boundary surface (5) separating the interior from the outer space, characterized in that the permeable boundary surface is a flexible hose pull (4), which is held at fixed attachment points (7) in the outside space and deflected around it, the hose sections (6) being freely movable between the attachment points and at least partially at an angle (W) of at least 10 ° to the main flow direction ( 1) the fluid are arranged in the outside space. 2.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug (4) aus einem biegsamen, durchlässigen Polymer, z.B. aus Silikon oder fluorierten Polymeren, Polypropylen oder PVDF besteht. 2.Fabric transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull (4) made of a flexible, permeable polymer, e.g. consists of silicone or fluorinated polymers, polypropylene or PVDF. 3. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug eine chemisch oder physikalisch modifizierte, z.B. hydrophile Oberfläche aufweist. 3. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is a chemically or physically modified, e.g. Has a hydrophilic surface. 4. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug aus einer permeablen, dünnen Oberflächenschicht (21) auf einem tragenden, flexiblen Schlauchkörper (22) mit grösserer Porosität als jene der Oberflächenschicht gebildet ist. 4. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is formed from a permeable, thin surface layer (21) on a supporting, flexible hose body (22) with greater porosity than that of the surface layer. 5. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug eine abgeflachte Querschnittsform (23, 24, 25) aufweist. 5. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull has a flattened cross-sectional shape (23, 24, 25). 6.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Schlauchzug zwischen den Befestigungsstellen spiralförmig verdreht ist. 6. fabric transfer device according to claim 5, characterized in that the flat hose cable is twisted spirally between the fastening points. 7. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fixen Befestigungsstellen (7) durch eine Trägerstruktur (17) aus Stangen oder Drähten gebildet werden. 7. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the fixed fastening points (7) are formed by a support structure (17) from rods or wires. 8. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (17) zur seitlichen Abstützung des Schlauchzugs eine dem Schlauchquerschnitt angepasste Formgebung (26, 27) aufweist. 8. mass transfer device according to claim 1 and 7, characterized in that the support structure (17) for lateral support of the hose pull has a shape adapted to the hose cross-section (26, 27). 9. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug an den Befestigungspunkten um 90 DEG umgelenkt wird, wodurch ein quadratisches Muster der Schlauchzuganordnung gebildet wird. 9. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is deflected at the fastening points by 90 °, whereby a square pattern of the hose pull arrangement is formed. 10.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) im Aussenraum zwischen benachbarten Wandungen des Schlauchzugs das Zwei- bis Dreifache des Aussendurchmessers (D) des Schlauchzugs beträgt. 10. Substance transfer device according to claim 1, characterized in that the distance (A) in the outer space between adjacent walls of the hose train is two to three times the outer diameter (D) of the hose train. 11. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem ersten Schlauchzug (4) für einen ersten auszutauschenden Stoff auch ein zweiter flexibler Schlauchzug (14) für einen zweiten Stoff im Aussenraum in gleicher Weise wie der erste Schlauchzug angeordnet ist. 11. mass transfer device according to claim 1, characterized in that in addition to the first hose (4) for a first substance to be exchanged, a second flexible hose (14) for a second substance is arranged in the outside in the same manner as the first hose. 12. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum ersten Schlauchzug (4) ein weiterer, von einem Wärmeträger durchflossener flexibler Schlauchzug (15) mit einer wärmeleitenden Wandung zur thermischen Konditionierung des Fluids im Aussenraum (3) vorgesehen ist. 12. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that in addition to the first hose pull (4) a further, through which a heat transfer fluid flexible hose pull (15) is provided with a heat-conducting wall for thermal conditioning of the fluid in the outer space (3). 13. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug in mehrere Lagen (31, 32, 33) aufgeteilt ist, wobei die Schlauchabschnitte benachbarter Lagen in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind. 13. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose train is divided into several layers (31, 32, 33), the hose sections of adjacent layers being arranged in different directions. 14. Stoffübergangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des flexiblen Schlauchzugs (4, 14, 15) biologische Katalysatoren, z.B. Zellen, Mikroorganismen oder Enzyme angebracht sind. 14. Mass transfer device according to one of claims 1 to 13, characterized in that on the surface of the flexible hose (4, 14, 15) biological catalysts, e.g. Cells, microorganisms or enzymes are attached. 15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum blasenfreien Begasen eines Fluidstroms. 15. Use of a device according to one of claims 1 to 14 for bubble-free gassing of a fluid stream. 16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Bioreaktor zum Züchten von Mikroorganismen oder tierischen und pflanzlichen Zellen. 16. Use of a device according to one of claims 1 to 14 in a bioreactor for growing microorganisms or animal and plant cells. 16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Bioreaktor zum Züchten von Mikroorganismen oder tierischen und pflanzlichen Zellen. 16. Use of a device according to one of claims 1 to 14 in a bioreactor for growing microorganisms or animal and plant cells. 1. Stoffübergangsvorrichtung mit mindestens einem, einen auszutauschenden oder ausgetauschten Stoff enthaltenden Innenraum (2) und einem von einem Fluid durchströmten Aussenraum (3) mit einer den Innenraum vom Aussenraum trennenden permeablen Begrenzungsfläche (5), dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Begrenzungsfläche als flexibler Schlauchzug (4) ausgebildet ist, welcher an fixen Befestigungsstellen (7) im Aussenraum gehalten und um diese umgelenkt ist, wobei die Schlauchabschnitte (6) zwischen den Befestigungsstellen frei beweglich und mindestens zum Teil in einem Winkel (W) von mindestens 10 DEG zur Hauptströmungsrichtung (1) des Fluids im Aussenraum angeordnet sind. 1. Mass transfer device with at least one interior (2) containing an exchangeable or exchanged substance and an outer space (3) through which a fluid flows and with a permeable boundary surface (5) separating the interior from the outer space, characterized in that the permeable boundary surface is a flexible hose pull (4), which is held at fixed attachment points (7) in the outside space and deflected around it, the hose sections (6) being freely movable between the attachment points and at least partially at an angle (W) of at least 10 ° to the main flow direction ( 1) the fluid are arranged in the outside space. 2.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug (4) aus einem biegsamen, durchlässigen Polymer, z.B. aus Silikon oder fluorierten Polymeren, Polypropylen oder PVDF besteht. 2.Fabric transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull (4) made of a flexible, permeable polymer, e.g. consists of silicone or fluorinated polymers, polypropylene or PVDF. 3. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug eine chemisch oder physikalisch modifizierte, z.B. hydrophile Oberfläche aufweist. 3. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is a chemically or physically modified, e.g. Has a hydrophilic surface. 4. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug aus einer permeablen, dünnen Oberflächenschicht (21) auf einem tragenden, flexiblen Schlauchkörper (22) mit grösserer Porosität als jene der Oberflächenschicht gebildet ist. 4. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is formed from a permeable, thin surface layer (21) on a supporting, flexible hose body (22) with greater porosity than that of the surface layer. 5. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug eine abgeflachte Querschnittsform (23, 24, 25) aufweist. 5. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull has a flattened cross-sectional shape (23, 24, 25). 6.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flache Schlauchzug zwischen den Befestigungsstellen spiralförmig verdreht ist. 6. fabric transfer device according to claim 5, characterized in that the flat hose cable is twisted spirally between the fastening points. 7. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fixen Befestigungsstellen (7) durch eine Trägerstruktur (17) aus Stangen oder Drähten gebildet werden. 7. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the fixed fastening points (7) are formed by a support structure (17) from rods or wires. 8. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (17) zur seitlichen Abstützung des Schlauchzugs eine dem Schlauchquerschnitt angepasste Formgebung (26, 27) aufweist. 8. mass transfer device according to claim 1 and 7, characterized in that the support structure (17) for lateral support of the hose pull has a shape adapted to the hose cross-section (26, 27). 9. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug an den Befestigungspunkten um 90 DEG umgelenkt wird, wodurch ein quadratisches Muster der Schlauchzuganordnung gebildet wird. 9. mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose pull is deflected at the fastening points by 90 °, whereby a square pattern of the hose pull arrangement is formed. 10.Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) im Aussenraum zwischen benachbarten Wandungen des Schlauchzugs das Zwei- bis Dreifache des Aussendurchmessers (D) des Schlauchzugs beträgt. 10. Substance transfer device according to claim 1, characterized in that the distance (A) in the outer space between adjacent walls of the hose train is two to three times the outer diameter (D) of the hose train. 11. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem ersten Schlauchzug (4) für einen ersten auszutauschenden Stoff auch ein zweiter flexibler Schlauchzug (14) für einen zweiten Stoff im Aussenraum in gleicher Weise wie der erste Schlauchzug angeordnet ist. 11. mass transfer device according to claim 1, characterized in that in addition to the first hose (4) for a first substance to be exchanged, a second flexible hose (14) for a second substance is arranged in the outside in the same manner as the first hose. 12. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum ersten Schlauchzug (4) ein weiterer, von einem Wärmeträger durchflossener flexibler Schlauchzug (15) mit einer wärmeleitenden Wandung zur thermischen Konditionierung des Fluids im Aussenraum (3) vorgesehen ist. 12. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that in addition to the first hose pull (4) a further, through which a heat transfer fluid flexible hose pull (15) is provided with a heat-conducting wall for thermal conditioning of the fluid in the outer space (3). 13. Stoffübergangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchzug in mehrere Lagen (31, 32, 33) aufgeteilt ist, wobei die Schlauchabschnitte benachbarter Lagen in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind. 13. Mass transfer device according to claim 1, characterized in that the hose train is divided into several layers (31, 32, 33), the hose sections of adjacent layers being arranged in different directions. 14. Stoffübergangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des flexiblen Schlauchzugs (4, 14, 15) biologische Katalysatoren, z.B. Zellen, Mikroorganismen oder Enzyme angebracht sind. 14. Mass transfer device according to one of claims 1 to 13, characterized in that on the surface of the flexible hose (4, 14, 15) biological catalysts, e.g. Cells, microorganisms or enzymes are attached. 15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum blasenfreien Begasen eines Fluidstroms. 15. Use of a device according to one of claims 1 to 14 for bubble-free gassing of a fluid stream.
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